晶体年级高二

1、晶体年级：高二 科目：化学 时间：9/19/2006 12:12:17 新4644334如何计算晶体的棱数,顶点数,面数等等?解析：你的这个问题较笼统，建议你结合具体问题进行提问，以便给你进行有针对性的解释。你如果其它有疑难问题，欢迎你提出。下面的一道例题供你参考。1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体（图2-2-1），该结构的建立基于以下考虑：（1）C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C

2、60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：（1）固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_，理由是：_。（2）试估计C60跟F2在一定条件下，能否发生反应生成C60F60（填“可能”或“不可能”）_，并简述其理由：_。（3）通过计算，确定C60分子所含单键数。C60分子所含单键数为_。（4）C70分子也已制得，它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。C70分子中所含五边形数为_，六边形数为_。【错解】  第（1）问：低，C60。金刚石键能小，C60含多个不饱和键，结构不稳定。金刚石中只有单键，而C60中还含双键，双键键能比两个单键低

3、，金刚石熔点高。金刚石中每个碳与其余4个碳原子相连，C60中只是3个，破坏金刚石的能量要高。金刚石全部按六边形结合，比C60稳定，金刚石只含单键，C60有双键。因C60中双键数大于金刚石，分子间键能大，熔点较高。金刚石4个碳原子呈正四面体排列，或金刚石是正方形网状，每个碳原子都与4个碳原子相连，键能大。第（2）问：不能。因为C60含有双键。不可能，F2不可能将每个碳键上的氢全部取代，只有一小部分活泼氢可以反应。不可能，C60只含有30个双键，加成时只能有30个F原子参加反应。不可能，负一价的F极为稳定，不能形成双键。12×520×6-30=150。x=90，因为双键为30个

4、，所以单键数=90-30×2=30。全是单键，60×4=240，因为有30个双键，所以单键=240-30×2=180。面数=12+30=36，60+36-棱边数=2，棱边数=单键数=96-2=94。第（4）问：面数=70+35-70-2=33（个）。5x+6y=3×70【评析】  阅读新信息，知道C60分子是形如球状的多面体，固体C60不是原子间体。C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。C60分子只含有五边形和六边形。多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。C60分子有12个五边形和20个六边

5、形。C60分子所含双键数为30。根据信息可以回答第（1）问。根据信息可以回答第（2）问。根据信息、可以回答第（3）问。根据信息、可以回答第（4）问。第（1）问：出现误区，是由于慌忙中把C60熔点比金刚石熔点低，答成了“低”，造成了答非所问的错误。由此可见，在考场上保持良好的心态是十分重要的，希望今后的考生要努力走出这类误区。出现误区，是由于判断错误所致。出现误区，均由于不知道不同类物质的熔点的高低是由晶体类型决定的，不清楚金刚石是原子晶体，而固体C60不是原子晶体，仅比较单双键键能大小是不正确的，才导致了失误。出现误区，是由于对金刚石是原子晶体，它是正四面体空间网状结构，既不是平面网状，也不同

6、于甲烷分子的正四面体构型不清楚，导致失误。第（2）问：出现误区，是由于判断错误所致。出现误区，是由于未指明双键个数，回答中不能充分运用题示新信息“C60分子所含的双键数为30”，反映出有些同学的自学能力差，或思维的严密性差，导致了失误。出现误区，是由于把加成反应答成了取代反应所致。出现误区，是由于混淆了加成反应与取代反应所致。出现误区，是由于抓不住答题要点，答非所问所致。第（3）问：出现误区，是由于双键数求错，不清楚题目中“C60分子所含的双键数为30”的含义，导致失误。出现误区，是由于总键失误。出现误区，是由于双键数应为30，不应是30×2=60，导致失误。出现误区，是由于把单键数

7、与价电子数混为一谈导致失误。应该是60个碳原子，共有60×4=240个价电子，每4个价电子形成一个双键，耗用掉30×4=120个价电子，每2个价电子形成一个单键，所以单现1220=36这一加法运算的错误，导致后面的推导连续失误。应该是面数=12+20=32，60+32-棱数=2，棱边数=总键数=92-2=90，单键数=90-30=60。第（4）问：出现误区，是由于不慎将“”、“-”号写错，导致失误。应该是面数=2+棱边数-顶点数=2+70+35-70=37。出现误区，是由于只找到了这一个二元一次方程，还缺少一个方程：70（xy）【正确答案】  （1）金刚石金刚石属

8、原子晶体，而固体C60不是，故金刚石熔点较高。（答出“金刚石属原子晶体”即给分）（2）可能因C60分子含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60（只要指出“C60含30个双键”即给分，但答“因C60含有双键”不给分）也可由欧拉定理计算键数（即棱边数）：60（1220）-2=90C60分子中单键为：90-30=60（答“2×30（双键数）=60”即给分）（4）设C70分子中五边形数为x，六边形数为y。依题意可得方程组：解得：五边形数x=12，六边形数y=25附：第（3）问的其他解法，供大家参考。解法一：以价电子数为突破口，分析推算。分析：碳是A族元素，每个碳原子有4个

9、价电子，所以C60分子中共有价电子总数为240，当碳碳原子间每形成一个双键，必然用去4个价电子，即CC。据题示信息“C60分子所含的双键数为30”，则共用去价电子数为4×30120，剩余的价电子数是240-120=120。又由于碳碳原子之间每形成一个单键，必然用去2个价电子，即CC。故C60分子中的单键数为120÷2=60。解法二：以化学键的成键规律为突破口，分析推算。分析：根据题示信息“C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键”，可知每个碳原子与相邻碳原子间有1个双键，必然有2因此单键数为30×260。解法三：以欧拉定理为突破口。分析推算。分析：由题

10、示信息欧拉定理可知，C60球形多面体的棱边数就是C60分子中的化学键数。因此可先求出C60球形多面体的总棱数（即单键数与双键数之和），再减去双键数，即可求出C60分子中含的单键数。已知C60分子中含12个五边形和20个六边形，又知每条棱被2个=90。单键数为90-30=60。附：第（4）问的其他解法，供大家参考。解法一：以梭边数为突破口，列一元一次方程求解。分析：根据题示信息“C70分子也已制得，它的分子结构模型可与C60同样考虑”，可知C70分子中的每个碳原子也是与相邻的3个碳原子形成化学键，这样每个碳原子与其他碳原子之间有3条棱，而多面体的每条棱都是为2个碳原子共有，因此C70球形多面体的

11、总棱数为：70×3÷2=105。再根据欧拉定理：面数=2-顶点数+棱边数=2-70+105=37设C70分子中五边形数为x，则六边形数为（37-x），可列式：解之，得x=12，六边形数为37-12=25。解法二：以顶点数为突破口，列二元一次方程组求解。分析：设五边形数为x，六边形数为y，根据题示信息欧拉定理可知：则                      

12、              x+y=37（面数）                         再根据题示信息，从化学角度分析，C70分子中每个碳原子与其他3个碳原子成键；从数学角度分析，C70分子中每3条校共用一个顶点。因此可根据顶点数列式：二元一次方程组为：解之，得x=12，y=25。解法三：以C60分子成键规律为突破